유도 전류. 유도 전류 단기 유도 전류를 생성하는 방법

전류 주위에는 항상 자기장이 있다는 것을 이미 알고 있습니다. 전류와 자기장은 서로 분리될 수 없습니다.

하지만 만약 전기, 그들이 말하는 것처럼 자기장을 "생성"하면 반대 현상이 있지 않습니까? 자기장을 사용하여 전류를 "생성"하는 것이 가능합니까?

19세기 초에 그런 일이 있었습니다. 많은 과학자들이 이를 해결하려고 노력해 왔습니다. 영국의 과학자 마이클 패러데이(Michael Faraday)도 이 점을 자신의 앞에 두었습니다. "자기를 전기로 변환" - 패러데이가 1822년 일기에 이 문제를 쓴 방법입니다. 과학자는 이 문제를 해결하는 데 거의 10년의 노력을 기울였습니다.

마이클 패러데이(1791-1867)
영국의 물리학자. 개폐시 전자기유도, 과잉전류 현상 발견

패러데이가 어떻게 자기를 전기로 바꿀 수 있었는지 이해하기 위해 현대 장비를 사용하여 패러데이의 실험 중 일부를 수행해 보겠습니다.

그림 119의 a는 자석이 검류계에 닫힌 코일 안으로 이동하면 검류계 바늘이 편향되어 코일 회로에 유도(유도) 전류가 나타나는 것을 보여줍니다. 도체에 유도된 전류는 도체에서 얻은 전류와 동일한 전자의 규칙적인 이동을 나타냅니다. 갈바니 전지또는 배터리. "유도"라는 이름은 발생 이유만을 나타냅니다.

쌀. 119. 자석과 코일이 서로 상대적으로 움직일 때 유도 전류 발생

자석이 코일에서 제거되면 검류계 바늘의 편향이 다시 관찰되지만 반대 방향으로 이는 코일에 반대 방향으로 전류가 발생함을 나타냅니다.

코일에 대한 자석의 움직임이 멈추자마자 전류가 멈춥니다. 결과적으로, 코일 회로의 전류는 자석이 코일에 대해 상대적으로 움직이는 동안에만 존재합니다.

경험치는 변경될 수 있습니다. 고정 자석에 코일을 놓고 제거합니다(그림 119, b). 그리고 다시 코일이 자석에 대해 상대적으로 움직일 때 회로에 전류가 다시 나타나는 것을 알 수 있습니다.

그림 120은 전류원 회로에 연결된 코일 A를 보여줍니다. 이 코일은 검류계에 연결된 다른 코일 C에 삽입됩니다. 코일 A의 회로를 닫았다 열면 코일 C에 유도 전류가 나타납니다.

쌀. 120. 전기 회로를 닫고 열 때 유도 전류 발생

코일 A의 전류 강도를 변경하거나 이러한 코일을 서로 상대적으로 이동하면 코일 C에 유도 전류가 나타날 수 있습니다.

한 가지 실험을 더 해보자. 자기장에 도체의 평평한 윤곽을 배치하고 그 끝이 검류계에 연결됩니다 (그림 121, a). 회로가 회전하면 검류계는 회로에 유도 전류가 나타나는 것을 기록합니다. 자석이 회로 근처나 회로 내부에서 회전하는 경우에도 전류가 나타납니다(그림 121, b).

쌀. 121. 회로가 자기장(회로에 대한 자석)에서 회전할 때 자속의 변화로 인해 유도 전류가 발생합니다.

고려된 모든 실험에서 유도 전류는 도체로 덮인 영역을 관통하는 자속이 변할 때 발생했습니다.

도 119 및 도 120의 경우에는 자기장 유도의 변화로 인해 자속이 변화하였다. 실제로 자석과 코일이 서로 상대적으로 움직일 때(그림 119 참조), 코일은 자기 유도가 크거나 작은 자기장 영역으로 떨어졌습니다(자석의 장은 불균일하기 때문입니다). 코일 A(그림 120 참조)의 회로가 닫혔다가 열렸을 때 이 코일에 의해 생성된 자기장의 유도는 전류 강도의 변화로 인해 변경되었습니다.

와이어 루프가 자기장 (그림 121, a 참조) 또는 루프를 기준으로 한 자석 (그림 121, b"참조)에서 회전하면이 루프의 방향 변화로 인해 자속이 변경됩니다. 자기 유도 라인에.

따라서,

• 닫힌 도체에 의해 제한된 영역을 관통하는 자속의 변화로 인해 자속을 변경하는 전체 과정에 걸쳐 존재하는 이 도체에서 전류가 발생합니다.

이것이 전자기 유도 현상이다.

전자기 유도의 발견은 19세기 전반의 가장 놀라운 과학적 성취 중 하나입니다. 이는 전기공학과 무선공학의 출현과 급속한 발전을 가져왔습니다.

전자기 유도 현상을 바탕으로 강력한 전기 에너지 생성기가 만들어졌으며 과학자와 기술자가 개발에 참여했습니다. 다른 나라. 그중에는 Emilius Khristianovich Lenz, Boris Semenovich Jacobi, Mikhail Iosifovich Dolivo-Dobrovolsky 등 전기 공학 발전에 큰 공헌을 한 동포들이 있었습니다.

질문

1. 그림 119-121에 묘사된 실험의 목적은 무엇이었나요? 그들은 어떻게 수행되었나요?
2. 실험(그림 119, 120 참조)의 어떤 조건에서 검류계에 닫힌 코일에서 유도 전류가 발생했습니까?
3. 전자기 유도 현상은 무엇입니까?
4. 전자기 유도 현상 발견의 중요성은 무엇입니까?

연습 36

1. 그림 118에 표시된 K 2 코일에서 단기 유도 전류를 생성하는 방법은 무엇입니까?
2. 와이어 링은 균일한 자기장에 배치됩니다(그림 122). 링 옆에 표시된 화살표는 a와 b의 경우 링이 자기장 유도선을 따라 직선으로 이동하고 c, d, e의 경우 축 OO를 중심으로 회전한다는 것을 보여줍니다. 링에 유도 전류가 발생합니까?

질문.

1. 그림 126~128에 묘사된 실험의 목적은 무엇이었나요? 그들은 어떻게 수행되었나요?

유도 전류 발생 조건을 생성하고 결정하기 위한 목적으로 실험이 수행되었습니다. 이를 위해 처음 두 실험(그림 126)에서는 검류계에 연결된 코일과 자석을 사용했습니다. 첫 번째 실험에서는 자석을 움직였고, 두 번째 실험에서는 코일을 움직였습니다. 세 번째 실험(그림 127)에서는 자석을 회로에 연결된 두 번째 코일로 교체했습니다. 네 번째와 다섯 번째(그림 128)에서는 프레임이 자석(a) 내부에서 회전되고 자석이 프레임(b) 내부에서 회전되었다.

2. 검류계에 닫힌 코일의 모든 실험에서 유도 전류는 어떤 조건에서 발생했습니까?

자기장이 변하면 전류가 발생합니다.

3. 전자기유도 현상이란 무엇인가요?

닫힌 도체의 회로를 관통하는 자속이 변하면 이 도체에 전류가 발생하고 변화가 일어나는 동안 멈추지 않습니다.

4. 전자기유도 현상 발견의 중요성은 무엇입니까?

전자기 유도의 발견으로 전기 에너지 발전기가 만들어지면서 산업적 규모로 전류를 생산할 수 있게 되었습니다.

수업 과정.

1. 그림 125에 표시된 K2 코일에 단기 유도 전류를 생성하는 방법은 무엇입니까?

회로의 전류 강도와 이에 따른 자속을 변경하는 방법: 1) 가변 저항; 2) 열쇠; 3) 코일 K 2의 위치 변경.

2. 와이어 링은 균일한 자기장에 배치됩니다(그림 129). 링 옆에 표시된 화살표는 a와 b의 경우 링이 자기장 유도선을 따라 직선으로 이동하고 c, d, e의 경우 축 OO를 중심으로 회전한다는 것을 보여줍니다. 링에 유도 전류가 발생합니까?

d)의 경우 유도 전류가 발생합니다. 동시에 링을 관통하는 자속이 변합니다.

유도 전류(INDUCTION CURRENT)는 폐쇄된 도체 회로에서 자기 유도의 자속이 변할 때 발생하는 전류입니다. 이 현상을 전자기 유도라고합니다. 유도 전류가 어느 방향인지 알고 싶나요? Rosinductor는 전류에 대한 정보를 찾을 수 있는 무역 정보 포털입니다.

유도 전류의 방향을 결정하는 규칙은 다음과 같습니다. "유도 전류는 유도 전류를 유발하는 자속의 변화에 ​​자기장을 반작용하도록 방향이 지정됩니다." 오른손은 손바닥을 자력선 쪽으로 돌리고 엄지손가락은 도체의 움직임을 향하게 하며 네 손가락은 유도 전류가 흐르는 방향을 나타냅니다. 도체를 움직이면 그 안에 포함된 모든 전자가 도체와 함께 이동하며, 자기장에서 전하를 이동할 때 왼손 법칙에 따라 힘이 작용합니다.

유도 전류의 방향과 크기는 렌츠의 법칙에 의해 결정됩니다. 렌츠의 법칙은 유도 전류의 방향이 전류를 여기시키는 요인의 영향을 항상 약화시킨다는 것입니다. 회로를 통과하는 자기장 자속이 변하면 유도 전류의 방향은 이러한 변화를 보상하는 방향이 됩니다. 회로의 전류를 자극하는 자기장이 다른 회로에서 생성되면 유도 전류의 방향은 변화의 성격에 따라 달라집니다. 즉, 외부 전류가 증가하면 유도 전류는 반대 방향을 가지며, 감소하면 유도 전류는 반대 방향을 갖습니다. 같은 방향으로 향하고 흐름을 증가시키는 경향이 있습니다.

유도 전류 코일에는 전류의 방향에 따라 결정되는 두 개의 극(북극과 남쪽)이 있습니다. 유도 라인은 북극에서 나옵니다. 자석이 코일에 접근하면 자석을 밀어내는 방향으로 전류가 나타납니다. 자석이 제거되면 코일의 전류는 자석의 인력에 유리한 방향을 갖게 됩니다.

유도 전류는 교류 자기장에 위치한 폐쇄 회로에서 발생합니다. 회로는 고정(자기 유도의 자속 변화에 위치)하거나 이동(회로의 움직임으로 자속의 변화가 발생)할 수 있습니다. 유도 전류가 발생하면 자기장의 영향으로 여기되는 와류 전기장이 발생합니다.

학교 물리학 과정에서 단기 유도 전류를 생성하는 방법을 배울 수 있습니다.

이를 수행하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.

• - 코일에 대한 영구 자석 또는 전자석의 움직임,
• - 코일에 삽입된 전자석에 대한 코어의 움직임,
• - 회로를 닫고 여는 것,
• - 회로의 전류 조절.

전기 역학의 기본 법칙(패러데이의 법칙)은 모든 회로에 대한 유도 전류의 강도는 회로를 통과하는 자속의 변화율과 동일하며 마이너스 기호로 표시됩니다. 유도 전류의 세기를 기전력이라고 합니다.

N 1 S 1에서는 자기장이 명확하게 표시됩니다. 닫힌 선; 2. 폐선; 3. 자침의 북극이 가리키는 방향을 자력선의 방향으로 취합니다. 자력선은 영구자석의 북극(N)에서 남극(S)으로 향합니다. 자기장선: 그림 1

자기 유도의 벡터입니다. 마그네틱 라인. B는 자기 유도 벡터이며 항상 자기 유도 선의 접선을 따라 향합니다. B - 자기장의 강도 특성입니다. 균일 한 자기장의 자기 유도 벡터의 계수는 자기 유도 선에 수직으로 위치한 전류가있는 도체에 자기장이 작용하는 힘의 계수, 전류 강도 및 길이의 비율과 같습니다 지휘자의

균일한 자기장은 각 점에 1이 있는 장을 말합니다. 자기선, 동일한 밀도로 분포되거나 서로 평행하게 분포됨; 2. 유도의 자기 벡터는 동일한 크기와 방향을 갖습니다. 동종의. 그렇지 않으면 필드가 균일하지 않습니다. 균일하고 불균일한 자기장. 그림 2 그림. 3 그림 4 그림 5 B

직류 자기장, "김렛"의 법칙 또는 오른손 - 전류와 함께 도체에 의해 생성된 자기장 선의 방향을 결정할 수 있습니다. 전류가 흐르는 도체를 오른손에 가져가면 엄지손가락은 전류의 방향을 나타내고, 도체를 덮고 있는 나머지 손가락은 자기장선의 방향을 나타냅니다. 그림 6

프레임 드레인은 직류 전류가 흐르는 직사각형 또는 원형 형태로 구부러진 도체입니다. - 영구 스트립 자석의 자기장과 유사한 자기장을 생성하며 단순한 전자석입니다. - 오른손의 손가락을 프레임의 전류 방향에 해당하는 방향으로 꽉 쥐면 엄지 손가락은 남극에서 북쪽의 방향을 나타냅니다. 오른손 법칙을 적용하면 전류에 따라 프레임 자기장의 북극과 남극을 결정할 수 있습니다. 그림 7

솔레노이드는 전류가 흐르는 코일형 도체입니다. 솔레노이드는 전류가 흐르는 코일형 도체입니다. 솔레노이드의 자기장은 스트립 자석의 자기장과 유사합니다. 구조적으로 솔레노이드는 전류가 직렬로 연결된 원형 프레임입니다. 전류 루프에 오른손 법칙을 적용하여 솔레노이드 자기장의 북극과 남극을 결정할 수 있습니다. 그림 8

AMPERE FORCE는 자기장에 있는 전류 운반 도체에 작용하는 힘입니다. 전류 강도 I, 도체 섹션의 길이 l 및 자기 유도와 도체 섹션 사이의 각도 α의 사인에 의한 자기 유도 벡터 B의 크기의 곱과 같습니다. 왼손의 암페어 힘 규칙의 방향 - 왼손 손바닥이 자기 유도 선이 들어가도록 위치하고 확장된 네 손가락이 도체의 전류 방향으로 배치되면 구부러진 엄지 손가락 전류에 작용하는 암페어 힘의 방향을 보여줍니다. 그림 9

LORENTZ FORCE는 외부 자기장에서 움직이는 하전 입자에 작용하는 힘입니다. 는 자기 유도 B, 입자의 운동 속도 υ, 전하 속도 방향과 자기장 유도 사이의 각도 α에 의한 전하 q의 곱과 같습니다. 로렌츠 힘의 방향: 왼손 손바닥은 벡터 B가 들어가도록 배치되고 네 개의 확장된 손가락은 벡터 υ를 향하게 되며 구부러진 엄지손가락은 양전하에 작용하는 힘의 방향을 표시합니다. 오른손 손바닥이 벡터 B가 들어가도록 위치하고 네 개의 확장된 손가락이 벡터 υ를 향하면 구부러진 엄지손가락이 음전하에 작용하는 힘의 방향을 표시합니다. 그림 15

자기 흐름(자기 유도 흐름): 폐쇄 루프에 의해 제한된 표면에 대한 자기장의 분포를 특성화합니다. 자기 유도 벡터 모듈과 회로 영역의 곱과 자기 유도 벡터와 표면 법선 사이의 각도의 코사인과 동일한 값입니다. 자기 흐름(자기 유도 흐름): 폐쇄 루프에 의해 제한된 표면에 대한 자기장의 분포를 특성화합니다. 자기 유도 벡터 모듈과 회로 영역의 곱과 자기 유도 벡터와 표면 법선 사이의 각도의 코사인과 동일한 값입니다.

전자기 유도 전자기 유도 전자기 유도 현상은 1831년 마이클 패러데이(Michael Faraday)에 의해 실험적으로 발견되었습니다. 전자기 유도 현상은 교류 자기장에 위치하거나 일정한 자기장에서 움직이는 도체에 기전력이 나타나는 현상입니다.

유도(와류) 필드가 생성되지 않았습니다. 전기 요금, 그리고 자기장의 변화에 ​​의해; 유도된 자기장의 힘선은 닫혀 있고 자기장 자체는 소용돌이 특성을 가지고 있습니다. 유도 전류(INDUCTION CURRENT) – 유도(와류) 장의 영향을 받아 닫힌 도체에서 발생합니다. 코일 C 또는 폐쇄 루프의 유도 전류는 자속이 변할 때 나타나며 도체에 의해 제한되는 영역은 다음과 같습니다. 1. 자석이 움직일 때; 2. 코일 A의 전류 강도가 변할 때; 3. 코일 A와 C가 서로 상대적으로 움직일 때; 4. 폐루프가 자기장에서 회전할 때; 5. 자석이 회로 근처 또는 내부에서 회전하는 경우. 코일 C 또는 폐쇄 루프의 유도 전류는 자속이 변할 때 나타나며 도체에 의해 제한되는 영역은 다음과 같습니다. 1. 자석이 움직일 때; 2. 코일 A의 전류 강도가 변할 때; 3. 코일 A와 C가 서로 상대적으로 움직일 때; 4. 폐루프가 자기장에서 회전할 때; 5. 자석이 회로 근처 또는 내부에서 회전하는 경우. 결론: